Dünya'nın yerkabuğu

Yer kabuğu, taş küre veya litosfer, Yerküre'nin en dış kısmında bulunan yapıdır.

Karalarda daha kalın (35–40 km), Tibet Platosunda ise 70 km, deniz ve okyanus tabanlarında ise daha ince (8–12 km) olan yer kabuğunun ortalama kalınlığı 33 km kadardır. Kimyasal bileşimi ve yoğunluğu birbirinden farklı iki kısımdan meydana gelir. Bunlardan biri granit bileşimindeki kayaçlardan oluşan granitik yer kabuğu; diğeri ise bazalt bileşimindeki kayaçlardan oluşan bazaltik yer kabuğudur.

Granitik yer kabuğunda silisyum ve alüminyum elementleri hakimdir. Bu nedenle daha hafiftir; yoğunluğu 2,7-2,8 g/cm3 arasında bulunur. Silisyum (Si) ve alüminyum (Al) elementlerinden oluştuğu için "sial" olarak da adlandırılır. Yer kabuğunun üst kısmını teşkil eder. Bazaltik yer kabuğunda ise silisyum ve magnezyumlu unsurlar hakimdir. Dolayısıyla granitik kabuktan daha ağırdır; yoğunluğu 3-3,5 g/cm3 arasında değişir. Granitik yer kabuğunun altında ve okyanus tabanlarında yer alır. Bu nedenle bazaltik yer kabuğuna "okyanusal kabuk" adı da verilir.

Bu iki kısım bütün kıtaların altında bulunmaktadır. Buna karşılık okyanusların altında durum farklıdır. Burada bazaltik kabuk birkaç kilometre kalınlıkta ince bir tabaka halinde uzanır. Buna karşılık granitik kabuk ya hiç yoktur (örneğin Büyük Okyanus) ya da çok incedir (Atlas ve Hint Okyanusları).

Kabuğun sıcaklığı derinlere gidildikçe artar. Sıcaklık, kabuğun üst kısmında her kilometre için 30 °C artar. Altta yatan manto ile sınırında yaklaşık 200 °C ila 400 °C arasındaki değerlere ulaşır. Daha derin kabukta jeotermal gradyan daha küçüktür.

Kabuk ile manto arasındaki sınıra Mohorovicic Süreksizliği (Moho) denilir. Bu kesimde yoğunluğa bağlı olarak sismik P dalgalarının hızı litosferde 7,2 km/s iken, mantonun üst kısmında 8,1 km/s'ye çıkar.

Dünya'nın kabuğu temel olarak ikiye ayrılır:

Okyanusal kabuk, 7 km kalınlığındadır (10 km'ye kadar ulaşır). Koyu renklidir. Magmatik kaya olan bazalttan oluşur. Bağıl olarak homojen kimyasal bileşime sahiptir.
Kıtasal kabuk, 35 km kalınlığındadır. Himalayalar ve Kayalık dağlarında 70 km'yi bulur. Birçok kaya türünden oluşur. Silisyum ve alüminyum, yeryüzü elementlerinin çoğundan daha az yoğun olduğu için kabuğun üst tabakasında yoğunlaşma eğilimindedirler.

Ortalama kalınlığı yüzeyden derine 25 km kadardır. Kıtalar esas olarak silikon ve alüminyumdan oluşan daha hafif kaya malzemesinden oluşur. Bu nedenle sial, kıtalar üzerinde kalındır. Özellikle Pasifik okyanusu olmak üzere diğer okyanus tabanlarında çok ince veya yoktur. Ortalama sial yoğunluğu 2.7 gm/cc'dir.

Jeologlar bu tabadaki kayaları felsik olarak adlandırırlar. Çünkü alüminyum silikat mineral serisi yüksek miktarda feldspat içermektedir. Sial, “birçok miktarda bazaltik kayada dahil olmak üzere oldukça çeşitli kaya türlerine sahiptir."

Sial'in tabanı katı bir sınır değildir. Conrad süreksizliği sınırı öne sürülmüştür ancak bu konu hakkında çok az bilgi bilinmektedir.

Büyük baskılar nedeniyle, sima viskozitesi yüksek bir sıvı gibi akar, bu yüzden siya simanın üzerinde izostatik dengede yüzmektedir. Dağlar, okyanustaki buz dağları gibi yukarı ve aşağı doğru uzanır.

Sima
Sial tabakasının altında yer alır. Bileşiminde daha çok silisyum ve magnezyum bulunduğundan bu tabakaya "sima" adı verilmiştir (Si=silisyum, Ma=Magnezyum). Sima yüzeye geldiğinde bazalttır, bu nedenle bazen bu tabakaya 'bazalt tabakası' denilmektedir. Magnezyum silikat mineralleri bakımından zengin kayalardan oluşmuştur.

Yoğun sima yüzeye geldiğinde mafik kayaçları oluşturur. En yoğun sima, daha az silikata sahiptir ve ultramafik kayaçları oluşturur.

Kabuk (jeoloji)
Jeolojide kabuk, kayalık bir gezegenin, cüce gezegenin veya doğal uydunun en dıştaki katı kabuğudur. Genellikle altta yatan mantodan kimyasal bileşimi ile ayırt edilir; bununla birlikte, buzla kaplı uydularda, fazına (katı kabuk ve sıvı manto) göre ayırt edilebilir.

Dünya, Merkür, Venüs, Mars, İo, Ay ve diğer gezegensel cisimlerin kabukları magmatik süreçler yoluyla oluşmuştur ve daha sonra erozyon, çarpma krateri, volkanizma ve sedimantasyon ile düzenlenmiştir.

Karasal gezegenlerin çoğu oldukça düzgün kabuklara sahiptir. Bununla birlikte, Dünya iki farklı kabuk türüne sahiptir: kıtasal ve okyanusal kabuk. Bu iki kabuk farklı kimyasal bileşimlere ve farklı fiziksel özelliklere sahiptir. Farklı jeolojik süreçlerle oluşmuşlardır.

Kabuk türleri
Gezegenlerle ilgilenen jeologlar, kabuğu nasıl ve ne zaman oluştuklarına göre üç kategoriye ayırırlar.

Birincil kabuk/ilkel kabuk
Bu bir gezegenin "orijinal" kabuğudur. Magma okyanusunun katılaşmasıyla oluşur. Gezegensel birikimin sonuna doğru, karasal gezegenlerin muhtemelen magma okyanusları olan yüzeyleri vardı. Bunlar soğudukça kabuğa dönüştüler. Bu kabuk muhtemelen büyük etkilerle tahrip edilmiş ve Ağır Bombardıman Dönemi sona erdiğinde defalarca kez yeniden şekillenmiştir.

Birincil kabuğun doğası tartışılmaktadır: kimyasal, mineralojik ve fiziksel özellikleri ve bunları oluşturan magmatik mekanizmalar hala bilinmemektedir. Dünya'nın birincil kabuğunun hiçbiri günümüze ulaşamadığı için bunun üzerine çalışmak zordur. Dünyanın plaka tektoniklerinden yüksek oranda erozyon ve kabuk geri dönüşümü nedeniyle Dünya'nın sahip olduğu birincil kabuk da dahil olmak üzere yaklaşık 4 milyar yıldan eski kayalar yok olmuştur.

Bununla birlikte, jeologlar birincil kabuk hakkında diğer karasal gezegenlerde çalışarak bilgi toplayabilirler. Merkür'ün yüksek alanları tartışılsa da birincil kabuğu temsil edebilir. Ay'ın anortozit yaylalarında birincil kabuk vardır. Ayın birincil kabuğu olan plajiyoklazlar ilk magma okyanusunu kristalleştirip üzerinde yüzmüşlerdir. Bununla birlikte, Ay'ın susuz bir sistem olması ve Dünya'da su olması nedeniyle, Dünya'nın benzer bir şekil izlemesi pek olası değildir. Mars göktaşı ALH84001, Mars'ın birincil kabuğunu temsil edebilir ancak bu konu tartışılmaktadır.

İkincil kabuk
İkincil kabuk, mantodaki silikat malzemelerin kısmi erimesi ile oluşur ve genellikle bileşimde bazaltiktir.

Kabuğun kalınlığı yaklaşık 20 ila 120 km arasında değişmektedir. Ay'ın uzak tarafındaki kabuk, yakın taraftakinden yaklaşık 12 km daha kalındır. Ortalama kalınlık tahminleri yaklaşık 50 ila 60 km arasındadır. Plajiyoklaz bakımından zengin bu kabuğun çoğu, ayın oluşumundan kısa bir süre sonra, yaklaşık 4.5 ila 4.3 milyar yıl önce oluşmuştur. Kabuğun belki %10'u veya daha azı, başlangıç plajiyoklaz bakımından zengin materyalin oluşumundan sonra eklenen magmatik kayadan oluşur. Daha sonraki eklemelerin en iyi karakterize edilen ve en hacimli olanı, yaklaşık 3.9 ila 3.2 milyar yıl önce oluşan mare bazaltlardır. Küçük volkanizma 3.2 milyar yıl sonra, belki de 1 milyar yıl kadar önceye kadar devam etti. Levha tektoniğinin kanıtı yoktur.

Ay'ın çalışması, Dünya'dan önemli ölçüde daha küçük kayalık bir gezegenin gövdesinde bir kabuğun oluşabileceğini göstermiştir. Ay'ın yarıçapı Dünya'nın sadece dörtte biri olmasına rağmen, ay kabuğunun ortalama kalınlığı daha fazladır. Bu kalın kabuk, Ay'ın oluşumundan hemen sonra oluşmuştur. Magmatizma, yaklaşık 3.9 milyar yıl önce sona eren yoğun meteorit etkileri döneminden sonra da devam etti, ancak 3.9 milyar yıldan küçük magmatik kayaçlar kabuğun sadece küçük bir bölümünü oluşturuyor.

Dünya'nın yer kabuğunun oluşumu ve evrimi
Dünya yaklaşık 4.6 milyar yıl önce Güneş'in etrafında dönen bir toz ve gaz diskiydi. Gezegenlerin ve diğer küçük kayalık cisimlerin çarpıştığı ve sıkıştığı, yavaş yavaş bir gezegene dönüşen toplanma yoluyla oluştu. Bu süreç, erken Dünya'nın tamamen erimesine neden olan muazzam miktarda ısı üretti. Gezegensel toplanma yavaşladıkça, Dünya soğumaya başladı ve birincil veya ilkel kabuk olarak adlandırılan ilk kabuk oluştu. Bu kabuk muhtemelen büyük etkilerle defalarca kez yok edilmiş, maruz kaldığı etkilerle magma okyanusları oluşmuş ve yeniden düzenlenmiştir. Dünya'nın birincil kabuğunun hiçbiri günümüze ulaşamamıştır; bunların hepsi son birkaç milyar yıl boyunca erozyon, etkiler ve levha tektoniği ile yok edilmiştir.

O zamandan beri, dünya ikincil ve üçüncül kabuk oluşturmaya devam ediyor. Altta yatan mantonun kısmi erimesiyle bazaltik magmalar ve yeni okyanus formlarını verdiği okyanus yayılma sırtında ikincil kabuk oluşmaya devam etmektedir. Bu uzaklaşan levhaların itici gücüdür ve sürekli yeni okyanus kabuğu oluşturur. Bu, eski kabuğun bir yerde imha edilmesi gerektiği anlamına gelir, bu nedenle, bir yayılma merkezinin karşısında genelde bir batma bölgesi vardır. Yeni okyanus kabuğu yaratma ve eski okyanus kabuğunu yok etmenin bu sürekli süreci, bugün dünyadaki en eski okyanus kabuğunun yaklaşık 200 milyon yaşında olduğu anlamına gelir.

Buna karşılık, kıtasal kabuğun büyük kısmı çok daha eskidir. Dünya üzerindeki en eski kıtasal kabuk kayaların yaşları 4,28 milyar ile 3,7 milyar yıl arasındadır. Batı Avustralya'da Narryer Granit Dağlık Bölge içerisinde bulunmuştur. Kuzeybatı toprakları üzerindeki Kanada kalkanı ve Baltık kalkanı gibi kratonik bölgelerde acasta gnayslar bulunmuştur.

Mevcut Dünya'nın kıtasal kabuğunun ortalama yaşının yaklaşık 2,0 milyar yıl olduğu tahmin edilmektedir. 2,5 milyar yıl önce oluşan kabuklu kayaların çoğu kratonlarda bulunur. Bu tür eski kıtasal kabuk ve altta yatan astenosfer Dünya'nın başka yerlerinde daha az yoğundur ve bu nedenle batma ile kolayca yok edilemez. Yeni kıtasal kabuğun oluşumu yoğun orojenik dönemlerle bağlıdır. Bu dönemler Rodinia, Pangea ve Gondwana gibi süper kıtaların oluşumlarıyla çakışır. Kabuk kısmen ada yaylarının toplanmasıyla ve metamorfik kıvrım kemerlerinin toplanmasıyla oluşur. Altta yatan mantonun litosferik manto oluşturmak üzere tükenmesiyle korunur.

Yüzey şekilleri - Yer kabuğu etkinlikleri
Yerkürenin iç ısı kaynağı ve mantonun konveksiyon hareketleri, yer kabuğunun günümüzdeki fiziksel özellikleri (kalınlık, bileşim, esneklik ve kırılganlık), atmosfer ve gezegenin su kütlesi uygun bir birleşim ve karşılıklı etkileşme ile, Yer'in Güneş Sistemi içinde benzerine rastlanmayan bir jeolojik etkinliğe sahip olmasını sağlar. Birlikte evrimleşme ile ortaya çıkmış ve yaşamın yeryüzünde varlığını sürdürebilmesi için vazgeçilmez olan bu sistem, gezegen tarihi boyunca belli sınırlar içinde sabit kalabilmiştir.

Yer kabuğunda kayaların yüzey kısmında yoğunlukları ve bunların yayılış alanları biliniyor ve kabuğu oluşturan farklı parçalar, yani kıtaların yüzey kısımlarının yoğunluklarını hesap etmek mümkün oluyor. Erinç, Washington'a dayanarak 2000'e yakın kabuğun farklı büyük parçaları için aşağıdaki tabloyu oluşturmuş ve şu sonuçlar ortaya çıkmıştır:



Ayrıca bakınız
Kola derin sondajı
Levha hareketleri
Manto
Yer çekirdeği
Yerküre
Dünya
Ay
Theia
Levha tektoniği
Kıtasal kabuk
Okyanusal kabuk
Gondvana
Pangea
Dünya'nın manyetik alanı

Kaynakça
Dış bağlantılar
Deprem bölgelerinde yer kabuğunun hareketlerinin izlenmesi
1 milyar yıllık kayıp kıtalar bulundu
Yeni teori: Yer kabuğu nasıl oluştu?
Yer kabuğu nasıl oluştu ve kıtalar neden kayıyor?
Yer kabuğunun mineral zenginliği